JP2001526974A - 改良されたボールペン用ポイントボール - Google Patents

改良されたボールペン用ポイントボール

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JP2001526974A
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carbide
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オドネル，シルビー
チェイネット，ジェローム
ユーレニウス，ビョーン
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サンドビック アクティエボラーグ（プブル）
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    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 本発明は炭化タングステン、炭化チタン、ニッケル、モリブデンおよびクロムを含むセメンテドカーバイドに関する。この組成の材料は良好な耐腐食性と共に高い硬度と耐磨耗性を提供する。これらの特性はボールペンの製造に特に有用である。この材料で製造したボールペン用ポイントボールは長期間にわたって安定した書き味性を有するであろうからである。この材料は特に水性インクに場合には油性インクよりもずっと厳しい腐食性であるので用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は炭化タングステン、炭化チタン、ニッケル、モリブデンおよびクロム
を含むセメンテドカーバイド（ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃａｒｂｉｄｅ）を用いたポ
イントボール（ｂａｌｌ−ｐｏｉｎｔ）に関する。
【０００２】 ポイントボールの一部は水性インク用に用いられている。このようなインクは
腐食性があるので、ポイントボールは耐蝕性を有する必要がある。現在最も厳し
い腐食条件はペンを保存してペンを使用していないときである。このような状況
ではボールと座に異なる金属が存在するために亀裂および電気化学的腐食の両方
が起こり得る。このボールと座の間のスペースは、インクとペンの外側で酸素電
位が異なるという腐食の観点からも好ましくない。従って、腐食の状況は複雑で
ある。ボールを数年間保存した後に良好な書き味を有するためにはボールが優れ
た耐蝕性を有していなければならない。また、ボールは座の中で回転するとき磨
耗しないためには硬度が高くなければならない。ボール材料は平滑な表面と許容
範囲内の直径にするために製造の際に容易にラッピングが可能でなければならな
い。このためラッピング中の圧力に耐えるためにボールは強度と靱性の両方を有
する必要がある。
【０００３】 米国特許第３，５０３，６９２号明細書はボールペン用材料としてＷＣ−Ｃｏ
セメンテドカーバイドまたはサーメットを開示する。前者では化学量論的量の炭
素が用いられる。後者ではＣｒ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｔｉの１種またはそれ以上の
カーバイドをニッケルまたはニッケル合金バインダーで結着する。 米国特許第３，７４６，４５６号明細書はボールペン用材料としてＣｏ，Ｎｉ
，Ｃｒ，Ｐｔ，ＦｅのバインダーによるＷＣまたはＴｉＣを開示する。
【０００４】 上記の条件を満たすセメンテドカーバイドを作成して評価した。そのセメンテ
ドカーバイドは炭化タングステン、炭化チタン、ニッケル、モリブデン、クロム
を含む。この組成のセメンテドカーバイドは良好な耐蝕性並びに高い硬度および
耐磨耗性を示した。このような特性はボールペンの製造にとって引きつけるもの
がある。これらの材料で製造したボールペン用ポイントボールは長期間にわたっ
て安定な書き味を有するであろうからである。この材料は、水性インクの場合に
は油性インクよりも腐食性がはるかに激しいので特に有用である。
【０００５】 図１は本発明のセメンテドカーバイドの２００倍の微細組織を示す。 図２は本発明のセメンテドカーバイドの１０００倍の微細組織を示す。 本発明のセメンテドカーバイドは、重量％基準で８０〜９０％のＷＣ、５〜１
５％のＴｉＣおよび７〜１０％のバインダー相からなる。バインダー相は重量％
基準で４０〜６０％、好ましくは４５〜５５％のＮｉ、２０％未満、好ましくは
１０〜１８％のＭｏおよび１５〜４０％、好ましくは３０〜４０％のＣｒを含む
。Ｎｉのうち３０重量％まではＣｏで置換可能である。ＷＣの粒径は１〜２μm
であろう。炭素含分は少なく、セメンテドカーバイドは１〜１０ vol％、好まし
くは５〜７ vol％のη相を含むであろう。η相は平均粒径約５μm で均一に分布
していよう。この材料は１８７０〜２０００ＨＶの硬度とＡ０２の気孔率を有す
るであろう。この組成のボールは高い腐食抵抗性を示す。同時にこのセメンテド
カーバイドは所望の寸法のボールに容易に成形可能であることが見出された。
【０００６】 本発明の方法によれば、硬度成分を構成する粉体とバインダー相を構成する粉
体は湿式混合され、乾燥され、所望の形状にプレス成形され、焼結される。粉体
混合物は、上記の焼結体のη相含分を持つ炭素含分を与えるような量の、炭素含
分を有する。 本発明は、また、上記の組成のセメンテドカーバイドをボールペン用ポイント
ボールとして用いることにも関する。
【０００７】 実施例１ 下記表に基づく組成（重量％）を持つ３つのセメンテドカーバイド体を作成し
、耐蝕性を評価した。 １ ２ ３ 本発明 従来技術 従来技術 ＷＣ 83.3 84.18 85.5 ＴｉＣ 8.65 0.91 0 Ｃｏ 0 11.1 12 Ｎｉ 4 0 0 Ｍｏ 1.15 0 0 Ｃｒ 2.9 3.3 2.5 ｄWC（μm ） 1.2 0.8 2.5 これらの材料の耐蝕性を、インクで上記の条件をシミュレートして電気化学的
試験により検討した。試験は試験用インクで４０℃で行った。実験装置は３個の
電極を含み、回転する作動電極のチップ（先端）を被試験材料で作成した。一部
の座を真鍮で作成し、また一部のチップを真鍮で作成して、ボールと座の間の電
気化学的腐食(galvanic corrosion)を調べた。系を自由ポテンシャルになるまで
安定化させてから、系を１ｍＶ／ｓの電界（分極）とし、電界強度の値を記録し
た。この試験によりインク中の材料の分極抵抗を測定することができる。この分
極抵抗は電流密度に逆比例する。従って、分極抵抗が高いほど材料の腐食抵抗性
は高い。分極抵抗の値を下記の表に示す。
【０００８】 Ｒp （Ωｃｍ2 ） グレード インクNo.1 インクNo.2 本発明 400 112 従来技術 450 133 従来技術 50 38 分極曲線から、ボールと座の間の電気化学的カップリング(galvanic coupling
) を測定することが可能である。試験した真鍮製座およびグレードでは、真鍮は
常にアノードであったので、電気化学的カップリングによって腐食するであろう
ものは真鍮であって、ボールではない。本発明のセメンテドカーバイドは良好な
腐食抵抗と、高い硬度の両方を有しており、これは従来技術にないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のセメンテドカーバイドの２００倍の微細組織を示す。
【図２】 本発明のセメンテドカーバイドの１０００倍の微細組織を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユーレニウス，ビョーン スウェーデン国，エス−186 41 バレン チュナ，ニクログスベーゲン ２ Ｆターム(参考） 2C350 GA03 HA09 NA01 NA02 NC02 NC14 NC17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量％基準で８０〜９０％のＷＣ、５〜１５％のＴｉＣおよ
    び７〜１０％のバインダー相からなり、前記バインダー相は重量％基準で４０〜
    ６０％、好ましくは４５〜５５％のＮｉ、２０％未満、好ましくは１０〜１８％
    のＭｏおよび１５〜４０％、好ましくは３０〜４０％のＣｒを含むことを特徴と
    するボールペン用セメンテドカーバイド製ポイントボール。
  2. 【請求項２】 １〜１０ vol％、好ましくは５〜７ vol％のη相を含むこと
    を特徴とする請求項１記載のボールペン用セメンテドカーバイド製ポイントボー
    ル。
  3. 【請求項３】 重量％基準で８０〜９０％のＷＣ、５〜１５％のＴｉＣおよ
    び７〜１０％のバインダー相からなり、前記バインダー相は重量％基準で４０〜
    ６０％、好ましくは４５〜５５％のＮｉ、２０％未満、好ましくは１０〜１８％
    のＭｏおよび１５〜４０％、好ましくは３０〜４０％のＣｒを含む組成を有する
    セメンテドカーバイドのボールペン用ポイントボールへの使用。
  4. 【請求項４】 重量％基準で８０〜９０％のＷＣ、５〜１５％のＴｉＣおよ
    び７〜１０％のバインダー相からなり、前記バインダー相は重量％基準で４０〜
    ６０％、好ましくは４５〜５５％のＮｉ、２０％未満、好ましくは１０〜１８％
    のＭｏおよび１５〜４０％、好ましくは３０〜４０％のＣｒを含み、かつ、１〜
    １０ vol％、好ましくは５〜７ vol％のη相を含む組成を有するセメンテドカー
    バイドのボールペン用ポイントボールへの使用。
JP2000525594A 1997-12-22 1998-12-22 改良されたボールペン用ポイントボール Pending JP2001526974A (ja)

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